УСИЛЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ЗДАНИЯ ПРИ УСТРОЙСТВЕ ФУНДАМЕНТОВ ПРИСТРОЙКИ

УСИЛЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ЗДАНИЯ /2/

"Основание, фундаменты и механика грунтов" - 2001, №1 
© В.И. Kpyтов, А.С. Ковалев. 


← В начало статьи...

После монтажа распорного устройства выполнялось предварительное обжатие его и прижатие наружной боковой поверхности фундаментных блоков к грунту с помощью дополнительной распорки и домкрата или распорной муфты Причем прижатие выполнялось с усилием не менее 2...5 кН у каждой распорки для того, чтобы удельное давление по боковой поверхности блоков равнялось 0,015...0,025 МПа. Затем подбивались встречные клинья, и дополнительная распорка снималась.
Прижатие блоков выполнялось от средней части захватки с поочередным переходом в каждую сторону в пределах каждой захватки.
Контроль за распорными устройствами осуществлялся в процессе всего периода выполнения работ по углублению траншей и, особенно, при частичной выборке грунта из-под подошвы блоков, а также укладке гидроизоляции, бетонировании нижних частей фундаментов (до низа распределительных балок).
Демонтаж распорных устройств для бетонирования верхней части фундаментов (выше низа распределительной балки) осуществлялся только после установки распорных устройств на соседних примыкающих захватках или после полного завершения работ по устройству фундаментов с пилястрами.
Траншеи из-за небольшого объема работ в стесненных условий их выполнения отрывались вручную непосредственно у граней фундаментов равномерно по всей длине захватки. Сначала отрывались прорези у фундамента на проектную глубину (3,500 и), затем под новую часть фундамента шириной 200 мм с тщательной выборкой грунта под подошвой существующего фундамента и зачисткой основания и стенки от осыпавшегося грунта.


Очистка поверхностей существующего фундамента должна обеспечивать прочную связь с новыми частями фундамента.
Бетонная подготовка выполнялась из бетона В7,5 толщиной 100 мм. Гидроизоляция новых частей фундаментов устраивалась из двух слоев рубероида с перекрытием швов и укладывалась на бетонную подготовку вертикальной продольной стенки траншеи под фундаментом и вдоль обреза внутреннего уступа фундамента в пределах его высоты. Арматурные каркасы устанавливались с защитным слоем не менее 30 мм по наружным поверхностям и 20 мм у бетонной и кирпичной частей существующего фундамента и соединялись встык или внахлест.
Опалубка выполнилась из щитов, которые с помощью анкеров крепились к существующим фундаментам стены забора. Щиты с наружной стороны покрывались теплоизоляционными матами из шлаковаты.
Бетонирование новых частей фундаментов (см. рис. 1) осуществлялось теплым бетоном В12.5 с осадкой конуса б...8 см путем свободного сбрасывания и уплотнения его глубинными вибраторами. В процессе бетонирования выполнялся электропрогрев свежеуложенного бетона.
Для достижения высокого качества на каждой захватке обеспечивалась непрерывность работ с высокой их интенсивностью по установке распорных устройств, отрывке траншей, укладке подготовки, гидроизоляции, установке арматурных каркасов, опалубке и бетонированию фундаментов. Причем технологические, организационные и другие перерывы приурочивались к моментам полного завершения работ на каждой захватке и переходе на следующую. Последнее было особенно важным, так как основные работы велись зимой.
В процессе усиления фундаментов постоянно контролировалось соблюдение правил установки распорных устройств, последовательность отдельных операций, качество зачистки стенок подошвы существующих фундаментов, устройство подготовки и гидроизоляции под новые части фундаментов, состояние стенок открытых траншей.
Специальные конструкции фундаментов под колонны в местах их примыкания к существующему зданию выполнялись с частичной подводкой их под фундаменты (рис. 3). При действии на фундаменты Фм-3 (рис. 3 .6) нагрузки от колонн подвала N1= 220кН. колонн первого и второго этажей N2 = 260 кН с эксцентриситетом 0,9 м в случае расположения новых фундаментов пристройки непосредственно у существующего относительный эксцентриситет нагрузки значительно превышал 1/6 и неизбежен был отрыв подошвы фундамента от грунта. Поэтому была принята конструкция фундаментов Фм-3 с частичной подводкой их на глубину 350 мм под существующие ленточные фундаменты, глубиной заложения на 0,5 м ниже существующих и опиранием их подошв на пылеватые пески с расчетным сопротивлением R ~ 250...280 кПа. Кроме того, для восприятия момента со стороны противоположной эксцентриситету нагрузки выполнялся зуб на глубину 300 мм по всей длине фундаментов. При этом одним из обязательных условий устройства фундаментов являлось бетонирование их в распор с вертикально отрытыми стенками котлованов. Это позволяло при расчете фундаментов учитывать пассивный отпор грунта со стороны противоположной действующему моменту нагрузки. С учетом пассивного отпора грунта только в пределах высоты фундамента максимальные напряжения по подошве фундаментов составляли не более 0,23 МПа, а минимальные 0,07 МПа при их средних значениях 0,15 МПа, что превышает вертикальные напряжения от собственного веса грунта лишь на 0,075 МПа.
При расчете пассивного давления грунта в запас надежности не учитывалось влияние Конструкции пола на передачу горизонтальной нагрузки на весь грунтовый массив к фундаменты следующего (по оси В) ряда колонн. Для повышения коэффициентов надежности и устойчивости рассматриваемых фундаментов, пол подвала выполнялся сразу же после монтажа колонн и состоял из бетонного основания толщиной 150 мм, конструктивно армированного арматурной сеткой диаметром стержней 10 мм с ячейками 40x40 см и чистого пола по цементной подготовке.

Pис. 3. План (а) и поперечный разрез 1-1 (б) фундаментов под колонны в местах их примыкания к ленточным фундаментам существующего здания
1 - ленточный фундамент здания; 2 - фундамент под колонну Фм-3; 3 - прокладка из двух слоев рубероида; 4 - анкерные болты; 5 - эпюра пассивного давления грунта на боковую стенку фундамента; 6 - фундамент под колонну Фм-4; 7 - участок срубки существующего фундамента

Расчеты показали, что осадки новых фундаментов составили 5 мм. При этом дополнительные осадки грунтов под существующими фундаментами вследствие влияния новых фундаментов могут быть не более 2 мм, что вполне допустимо для существующего здания.
Фундаменты Фм-4 и другие по оси 2 (см. рис. 3. а) были более сложной конструкции. Для создания опорной части под колонны и заделки анкерных болтов ширина этих фундаментов поверху должна быть не менее 1100 мм. Поэтому при расстоянии 1050 мм между осями 2 и 2' существующего здания и пристройки на участках опирания колонн длиной 1100 мм потребовалась срубка консоли фундаментных плит на глубину 350 мм.
Частичная срубка консолей фундаментов и подводка под них новых фундаментов (Фм-4 и др.) по оси 2' также, как и фундаментов (Фм-3) по оси А, не приводили к существенному ухудшению условий их работы. При эксцентриситете приложения вертикальной нагрузки от колонн первого и второго этажей, равным 0,3 м. действующий момент практически полностью уравновешивается реактивным отпором грунта по боковой стенке фундаментов, а средние напряжения по их подошве не превышают 0,16 МПа.
Котлованы под фундаменты отрывались вручную с отметки низа пола подвала -3,300 м строго по размерам фундаментов в плане. Особое внимание при этом обращалось на исключение разуплотнения грунта по стенкам и дну котлованов и зачистку поверхностей.
Установка арматурных каркасов, бетонирование фундаментов выполнялись по аналогии с вышеописанным. Вертикальные зазоры между существующими и новыми фундаментами после снятия опалубки и прокладки рубероида заполнялись песчано-битумными раствором.
Устройство в данных условиях фундаментов из буронабивных свай оказалось более материалоемким, трудоемким и дорогим по сравнению с вышеописанными фундаментами, так как почти половина свай работала на вертикальные выдергивающие нагрузки. Поэтому коэффициент использования материала свай оказался очень низким, а размеры ростверков, по существу, были близки к вышеописанным фундаментам.
Проводившимися в процессе строительства пристройки постоянными наблюдениями не обнаружены видимые деформации в конструкциях существующего здания, а замеренные осадки фундаментов пристройки не превышали нескольких миллиметров, что соответствует точности технического нивелирования.